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摘要: 本研究篩選出14個(gè)番茄親本,采用Criffing完全雙列雜交設(shè)計(jì)組配105個(gè)雜交組合,對(duì)13個(gè)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析配合力及雜種優(yōu)勢(shì),劃分優(yōu)勢(shì)群確定雜種優(yōu)勢(shì)。結(jié)果表明,F(xiàn)1的雜種優(yōu)勢(shì)在大部分的性狀中均存在,F(xiàn)1除果實(shí)硬度和縱徑外的11個(gè)性狀值均顯著大于親本。親本11和親本8的單株產(chǎn)量、單果質(zhì)量等性狀的一般配合力最大,親本lx親本11、親本4x親本11和親本1×親本4的產(chǎn)量性狀均具有較高的一般配合力和特殊配合力。配合力與雜種優(yōu)勢(shì)相關(guān)性分析結(jié)果表明,大部分性狀雜種優(yōu)勢(shì)與特殊配合力顯著相關(guān),單株產(chǎn)量的一般配合力與雜種優(yōu)勢(shì)顯著相關(guān)。一般配合力聚類(lèi)分析和F,的性狀表現(xiàn)聚類(lèi)分析2種方法劃分優(yōu)勢(shì)類(lèi)群,結(jié)果證明一般配合力聚類(lèi)分析方法是有效的,它將14個(gè)親本劃分為5個(gè)優(yōu)勢(shì)群,并確定了優(yōu)勢(shì)群1( HGI)×優(yōu)勢(shì)群2(HC2),優(yōu)勢(shì)群1( HGl)x優(yōu)勢(shì)群5(HC5)和優(yōu)勢(shì)群2(HC2)×優(yōu)勢(shì)群5(HC5)這3個(gè)雜優(yōu)模式。本研究揭示了一般配合力分析法可以作為番茄雜交育種優(yōu)勢(shì)群劃分的一種重要方法,并為番茄雜交育種中親本的選擇提供指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:番茄;配合力;雜種優(yōu)勢(shì);雜種優(yōu)勢(shì)群;雜優(yōu)模式

番茄是茄科番茄屬的草本植物,含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如維生素A、維生素C和番茄紅素等),種植面積廣,但生產(chǎn)水平仍然不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。提高產(chǎn)量和品質(zhì)是番茄育種的主要育種目標(biāo),而雜交育種對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的提高具有重要意義。親本的選擇和組配是雜交育種的重要組成部分,分析親本的配合力并根據(jù)配合力來(lái)選擇親本和評(píng)價(jià)雜交組合,是常用的親本選配方法。研究結(jié)果表明,親本配合力的高低對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)弱有影響,高產(chǎn)強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合的選育不僅跟親本的一般配合力水平有關(guān),而且與兩親本之間的特殊配合力有關(guān)[1-3]。雜種優(yōu)勢(shì)利用的理論基礎(chǔ)是雜種優(yōu)勢(shì)群和雜種優(yōu)勢(shì)模式,雜種優(yōu)勢(shì)群的劃分和雜種優(yōu)勢(shì)模式的確定被很多研究結(jié)果證明對(duì)玉米、水稻等作物的育種具有明顯提高育種效率,加速育種進(jìn)程等作用[4-5],也是雜種優(yōu)勢(shì)利用的一種途徑。在作物中,雜種優(yōu)勢(shì)群的劃分在育種中最早得到研究和驗(yàn)證的作物是玉米,美國(guó)是最早研究玉米雜種優(yōu)勢(shì)群的國(guó)家,也是最早形成雜種優(yōu)勢(shì)群和雜種優(yōu)勢(shì)模式的國(guó)家,而有關(guān)番茄雜種優(yōu)勢(shì)群的劃分和雜種優(yōu)勢(shì)群的確定的研究很少。
劃分優(yōu)勢(shì)群的方法有很多,如系譜分析法、數(shù)量遺傳學(xué)方法、生化標(biāo)記分析法、分子標(biāo)記法以及多種方法綜合利用。國(guó)內(nèi)育種家通常分析種質(zhì)農(nóng)藝性狀的配合力,根據(jù)配合力進(jìn)行聚類(lèi)分析,并結(jié)合系譜來(lái)源、雜種優(yōu)勢(shì)來(lái)劃分雜種優(yōu)勢(shì)群和確定雜種優(yōu)勢(shì)模式[6-7]。配合力分析法是從遺傳學(xué)角度對(duì)親本進(jìn)行分析,將親本進(jìn)行雙列雜交,選取相應(yīng)雜種一代的相關(guān)性狀,計(jì)算其一般配合力和特殊配合力,然后根據(jù)配合力值進(jìn)行聚類(lèi),劃分雜種優(yōu)勢(shì)群。Wang等[8]基于分子標(biāo)記、產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)和配合力分析將17個(gè)水稻親本材料劃分為4個(gè)優(yōu)勢(shì)群并確定為3個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)模式。雖然每種分析方法都具有局限性,但都為之后雜種優(yōu)勢(shì)群的劃分提供了很好的參考。
本研究基于前期的324份栽培番茄的遺傳多樣性分析,篩選14個(gè)番茄代表,通過(guò)Griffing完全雙列雜交[p(p+1)/2]組配,并計(jì)算配合力和雜種優(yōu)勢(shì),評(píng)價(jià)14個(gè)栽培番茄的雜種優(yōu)勢(shì)和配合力,確定番茄的雜種優(yōu)勢(shì)群和雜優(yōu)模式,為以后番茄的雜種優(yōu)勢(shì)群劃分提供指導(dǎo)。
1 材料和方法
1.1 材料
本試驗(yàn)選用14個(gè)性狀不同的栽培番茄材料:228、CLN2498D、AVT01174、9V5F224、H24、BJF3、LH18-330、SY-Cheng、B072、LH18-250、LH18-294、LA2010、31號(hào)大紅、VFN作為親本,親本性狀見(jiàn)表1。2017年秋季在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合試驗(yàn)基地播種親本材料,花期進(jìn)行人工去雄授粉,按照Griffing完全雙列雜交[p(p+1)/2],配制105個(gè)雜交組合。
1.2 方法
2018年1月5日,將105個(gè)雜交組合和14個(gè)親本材料播種于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合試驗(yàn)基地,于2018年3月9號(hào)將番茄苗定植于大棚中,設(shè)計(jì)為隨機(jī)區(qū)組,2次重復(fù),每個(gè)重復(fù)10株,每個(gè)小區(qū)2行,常規(guī)管理。在番茄生長(zhǎng)期,依據(jù)《番茄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[9]統(tǒng)計(jì)熟性性狀(始花期、坐果期和始收期),產(chǎn)量性狀(單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量、第一穗坐果數(shù)、縱橫徑)和果實(shí)品質(zhì)(果實(shí)硬度、果肉厚度、可溶性固形物和酸含量)。
1.3 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理采用SPSS v16.0和Microsoft OfficeExcel軟件。
2 結(jié)果與分析
2.1 親本和Fi的性狀
14個(gè)親本與105個(gè)雜種一代的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)如表2所示。13個(gè)性狀中除了硬度和縱徑,F(xiàn)1的表現(xiàn)值都大于親本。其中,F(xiàn)1的單株產(chǎn)量,單果質(zhì)量,果肉厚度和可溶性固形物含量明顯大于親本;F1的熟性值(始花期,坐果期和始收期)和首花節(jié)位與親本差異不明顯。結(jié)果表明番茄親本雜交能有效改良單株產(chǎn)量,單果質(zhì)量,果肉厚度和可溶性固形物含量,其中硬度的降低可能與可溶性固形物含量的提高有關(guān)。
2.2 F1主要性狀雜種優(yōu)勢(shì)
從表3可以看出,番茄的13個(gè)性狀的超親優(yōu)勢(shì)普遍存在,無(wú)優(yōu)勢(shì)的占比很少。除始收期、硬度和縱徑外的10個(gè)農(nóng)藝性狀的正向超中優(yōu)勢(shì)比例大于負(fù)向超中優(yōu)勢(shì);番茄的單株產(chǎn)量和第一穗坐果數(shù)的正向超高優(yōu)勢(shì)的占比大于負(fù)向超高優(yōu)勢(shì)。不同性狀的雜種優(yōu)勢(shì)程度不同,對(duì)各性狀的平均超中優(yōu)勢(shì)值進(jìn)行排序,得到:?jiǎn)喂|(zhì)量>單株產(chǎn)量>第一穗坐果數(shù)>果肉厚度>橫徑>首花節(jié)位>酸含量>可溶性固形物含量>始花期>坐果期>始收期>縱徑>硬度;超高優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)弱順序?yàn)椋簡(jiǎn)沃戤a(chǎn)量>第一穗坐果數(shù)>酸含量>單果質(zhì)量>始花期>果肉厚度>可溶性固形物含量>橫徑>首花節(jié)位>始收期>坐果期>硬度>縱徑。
單株產(chǎn)量超中優(yōu)勢(shì)值和超高優(yōu)勢(shì)值靠前,說(shuō)明單株產(chǎn)量的雜種優(yōu)勢(shì)明顯,并且獲得正向雜種優(yōu)勢(shì)比較容易;縱徑和硬度的超中優(yōu)勢(shì)和超親優(yōu)勢(shì)都靠后,說(shuō)明縱徑和硬度的負(fù)向雜種優(yōu)勢(shì)明顯。番茄F1的13個(gè)性狀的超中優(yōu)勢(shì)中,10個(gè)性狀為正向超中優(yōu)勢(shì),占總體性狀的76.92%,2個(gè)性狀為負(fù)向超高親優(yōu)勢(shì),占比15.38%,這表明10個(gè)性狀要獲得具有正向超中優(yōu)勢(shì)的F1比較容易,而獲得正向超高親優(yōu)勢(shì)需要特殊親本的選配。從標(biāo)準(zhǔn)差可以看出,13個(gè)性狀雜種優(yōu)勢(shì)的變異幅度較大,其中第一穗坐果數(shù)超中優(yōu)勢(shì)和超高優(yōu)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)差最大,表明雜交組合第一穗坐果數(shù)雜種優(yōu)勢(shì)上表現(xiàn)出最大差異:坐果期和始收期的超中優(yōu)勢(shì)和超高優(yōu)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)差靠后,表明雜交組合在坐果期和始收期的雜種優(yōu)勢(shì)上變異小。
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